螢火一號(hào)，中國首個(gè)火星探測(cè)器?！拔灮鹨惶?hào)”從2006年10月開始預(yù)研，2007年6年正式研制。按照中俄合作協(xié)議，中方已經(jīng)完成了初樣的全部研制工作，一顆結(jié)構(gòu)力學(xué)星和一顆電性星已于2008年9月29日運(yùn)抵莫斯科，等待中俄聯(lián)合試驗(yàn)。預(yù)計(jì)于2009年10月6日至16日期間發(fā)射。由于9月29日，俄方宣布要推遲“福布斯-土壤”火星探測(cè)器的發(fā)射時(shí)間，因此“螢火一號(hào)”得發(fā)射時(shí)間可能也要受到影響。

螢火一號(hào)-簡(jiǎn)介

螢火一號(hào)，是中俄航天合作項(xiàng)目“中國與俄羅斯聯(lián)合開展火星探測(cè)計(jì)劃”的重要部分。根據(jù)中俄兩國協(xié)議，雙方確定于2009年對(duì)火星及其衛(wèi)星“火衛(wèi)一”進(jìn)行聯(lián)合探測(cè)，中方衛(wèi)星將由中國設(shè)計(jì)、生產(chǎn)。中科院組織評(píng)審委員會(huì)認(rèn)為，中方衛(wèi)星“螢火一號(hào)”以探測(cè)火星空間環(huán)境為目標(biāo)，該星與俄羅斯“福布斯-土壤”衛(wèi)星，形成對(duì)火星空間環(huán)境的首次聯(lián)合探測(cè)，具有很好的創(chuàng)新性和重要的科學(xué)意義;中俄聯(lián)合火星探測(cè)計(jì)劃的實(shí)施，將實(shí)現(xiàn)中國首次行星探測(cè)，推動(dòng)衛(wèi)星有效載荷研制水平的提升，增強(qiáng)行星探測(cè)的能力和影響力。

據(jù)了解，螢火一號(hào)將由俄方運(yùn)載火箭發(fā)射，并被送入火星橢圓軌道;其后，該衛(wèi)星將自主完成對(duì)火星空間環(huán)境的探測(cè)任務(wù)。期間，俄“福布斯”火星探測(cè)器則將在“火衛(wèi)一”表面著陸，提取“火衛(wèi)一”土壤等樣品，并返回地球。螢火一號(hào)還將與“福布斯”探測(cè)器聯(lián)合完成對(duì)火星環(huán)境的掩星探測(cè)。

螢火一號(hào)-結(jié)構(gòu)特征

螢火一號(hào)實(shí)際質(zhì)量為110公斤，主體部分長(zhǎng)75厘米，寬75厘米，高60厘米;它的兩側(cè)是展開的太陽能帆板，太陽帆板展開將達(dá)到7.85米;在衛(wèi)星有效載荷的主體部分，有多個(gè)探測(cè)通道，一雙雙“眼睛”對(duì)準(zhǔn)火星;設(shè)計(jì)壽命是兩年，2008年4月探測(cè)器完成初樣，2009年6月完成真樣，2009年10月，“螢火一號(hào)”與俄方的火星土壤采樣返回探測(cè)器Phobos-Grunt(簡(jiǎn)稱“福布斯探測(cè)器”)一起由俄運(yùn)載火箭同時(shí)發(fā)射，發(fā)射地點(diǎn)是在哈薩克斯坦境內(nèi)的拜科努爾航天發(fā)射中心。

螢火一號(hào)-命名由來

火星是位于地球軌道外側(cè)最近的一顆行星，距離地球3.5億公里，由于它發(fā)出特殊的紅光而令人注目。西方把它稱為‘戰(zhàn)神’，中國古代則稱之為‘熒惑’?！疅苫蟆C音‘螢火’，又是中國第一顆火星探測(cè)器，故取名‘螢火一號(hào)’。

螢火一號(hào)-研制過程 “螢火一號(hào)”從2006年10月開始預(yù)研，2007年6年正式研制。按照中俄合作協(xié)議，中方已經(jīng)完成了初樣的全部研制工作，一顆結(jié)構(gòu)力學(xué)星和一顆電性星已于2008年9月29日運(yùn)抵莫斯科，等待中俄聯(lián)合試驗(yàn)。

目前“螢火一號(hào)”仍在莫斯科，正進(jìn)行與俄羅斯火衛(wèi)一探測(cè)器的對(duì)接試驗(yàn)，進(jìn)程比較順利。按照計(jì)劃，對(duì)接試驗(yàn)將于2009年9月下旬完成，然后將會(huì)把對(duì)接好的“螢火一號(hào)”與俄羅斯火衛(wèi)一探測(cè)器一起空運(yùn)至位于哈薩克斯坦的拜科努航天發(fā)射場(chǎng)。

根據(jù)計(jì)劃，已經(jīng)身在俄羅斯莫斯科的“螢火一號(hào)”，于2009年10月6日至16日期間的“窗口期”發(fā)射。

根據(jù)中俄合作協(xié)議，“螢火一號(hào)”探測(cè)器將與俄羅斯“福布斯-格朗特”著陸探測(cè)器共同搭乘俄方運(yùn)載火箭升空。此后，“螢火一號(hào)”與“福布斯”將分道揚(yáng)鑣，“福布斯”轉(zhuǎn)途探測(cè)火衛(wèi)一，并登陸采集火衛(wèi)一的土壤返回地球，而“螢火一號(hào)”則進(jìn)入繞火星的橢圓形軌道，展開太陽帆板，正式開始履行它的火星探測(cè)使命。

螢火一號(hào)-關(guān)鍵技術(shù)

“螢火一號(hào)”包括四大關(guān)鍵技術(shù)：超遠(yuǎn)距離的測(cè)控通信;自主控制;超低溫度的適應(yīng)技術(shù)和8.8小時(shí)的長(zhǎng)火影;還有熱控技術(shù)，輕型化技術(shù)等難點(diǎn)，簡(jiǎn)稱“三控一化”。

人造地球衛(wèi)星與地球的距離一般從幾百公里到幾萬公里左右，月球距離地球約為38.4萬公里，而到火星處距離約3.5億公里，衛(wèi)星的測(cè)控?cái)?shù)傳要克服信號(hào)衰減和傳輸時(shí)延等困難，實(shí)現(xiàn)深空環(huán)境下的有效通信，到火星的信號(hào)較到地球衛(wèi)星接收信號(hào)要弱幾千倍。

而由于火星與地球之間距離甚遠(yuǎn)，火星探測(cè)器接收地面遙控指令時(shí)間較長(zhǎng)，環(huán)繞火星運(yùn)行時(shí)，地面測(cè)控站進(jìn)行遙控的主動(dòng)控制能力遠(yuǎn)低于地球衛(wèi)星，因此，對(duì)火星探測(cè)器星上自主能力的要求大大提高，以降低衛(wèi)星對(duì)地面系統(tǒng)的依賴性，不能夠像地球衛(wèi)星那樣實(shí)時(shí)遙控。

除此以外，“螢火一號(hào)”在整個(gè)探測(cè)過程中，將遭遇7次“長(zhǎng)火影”，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)8.8個(gè)小時(shí)。此時(shí)，火星將運(yùn)行至探測(cè)器和太陽之間時(shí)，主要依靠太陽能的“螢火一號(hào)”為了保存能量，不得不進(jìn)入休眠狀態(tài)。然后，它在“長(zhǎng)火影”結(jié)束后再加電喚醒。而經(jīng)過8.8個(gè)小時(shí)的休眠，“螢火一號(hào)”的周圍環(huán)境溫度達(dá)到零下200℃以下，過低的溫度會(huì)影響機(jī)器休眠時(shí)的運(yùn)行，如果機(jī)器被“凍死”，就不能在通電后“活”過來。

螢火一號(hào)-設(shè)計(jì)參數(shù)

尺寸：750×750×600 mm 重量：110 kg

功率：90 W(平均)180 W(峰值)

數(shù)據(jù)傳輸速率：80 bit/s

2 x 3塊太陽能電池板，全長(zhǎng)7.85米

任務(wù)類型：軌道

環(huán)繞星體：火星

發(fā)射日期：2009年10月

運(yùn)載火箭：聯(lián)盟號(hào)運(yùn)載火箭

任務(wù)持續(xù)至：1 年

質(zhì)量：110 kg

軌道傾角：5°

軌道運(yùn)行周期：3 天

螢火一號(hào)-探測(cè)使命

進(jìn)入火星軌道

“一箭雙星”將在距地面200公里的遠(yuǎn)軌道飛行4小時(shí)，然后飛到距地面1 萬公里的過渡橢圓軌道做26小時(shí)的無動(dòng)力飛行。之后，伴隨著火箭主發(fā)動(dòng)機(jī)的再次啟動(dòng)，“螢火一號(hào)”徹底告別地球，進(jìn)入從地球到火星的雙曲線軌道，和“福布斯”同甘共苦地共同飛行11個(gè)月。 在聯(lián)合飛行的過程中，兩顆衛(wèi)星通過電纜連接在一起，“螢火一號(hào)”的能量由“福布斯”供給。到2010年8月之后，兩顆衛(wèi)星正式分道揚(yáng)鑣，“福布斯”將轉(zhuǎn)途去探測(cè)火衛(wèi)一?！拔灮鹨惶?hào)”則進(jìn)入繞火星的橢圓形軌道，在“近火點(diǎn)”(距離火星最近的點(diǎn))800公里、“遠(yuǎn)火點(diǎn)”(距離火星最遠(yuǎn)的點(diǎn))80000公里、軌道傾角正負(fù)5度的火星大橢圓軌道上，展開太陽帆板，正式開始履行它的火星探測(cè)使命。

探測(cè)任務(wù)

“螢火一號(hào)”和“嫦娥”的任務(wù)其實(shí)很類似，只不過探測(cè)的對(duì)象不一樣。“螢火一號(hào)”拜訪火星時(shí)，將共攜帶八件“武器”，包括兩臺(tái)攝像機(jī)、兩臺(tái)磁強(qiáng)計(jì)、離子探測(cè)包和光學(xué)成像儀等等，將重點(diǎn)探測(cè)火星的空間磁場(chǎng)、電離層和粒子分布及其變化規(guī)律;探測(cè)火星大氣離子的逃逸率;探測(cè)火星地形、地貌和沙塵暴;探測(cè)火星赤道區(qū)重力場(chǎng)。

探測(cè)火星的空間環(huán)境;探尋火星水的消失機(jī)制;揭示火星這樣的類地行星空間環(huán)境演化的特征。與此同時(shí)，中國的“螢火一號(hào)”和同行的俄羅斯“福布斯探測(cè)器”上具有一些完全相同的火星空間環(huán)境探測(cè)儀器，能夠在火星實(shí)施同時(shí)探測(cè)，研究火星電離層和太陽風(fēng)的相互作用。

螢火一號(hào)-科學(xué)意義

“螢火一號(hào)”攜帶：光學(xué)成像儀，將對(duì)火星和“火衛(wèi)1”進(jìn)行攝影;磁通門磁強(qiáng)計(jì)，用來測(cè)量火星上空的磁場(chǎng)強(qiáng)度、太陽輻射強(qiáng)度和高能粒子等;離子探測(cè)包，用于探測(cè)火星周圍的等離子態(tài)。據(jù)悉，此次“螢火一號(hào)”的主要任務(wù)是拍照和探測(cè)火星附近空間環(huán)境，為中國下一步火星探測(cè)打基礎(chǔ)。

火星上到底有沒有水，之前美國發(fā)射的著陸探測(cè)器“鳳凰號(hào)”、“機(jī)遇號(hào)”和“勇氣號(hào)”都發(fā)現(xiàn)了水的痕跡，但并沒有直接發(fā)現(xiàn)水，因此“螢火一號(hào)”一個(gè)重要任務(wù)是探測(cè)研究火星表面水的消失機(jī)制，繼而探尋火星上到底有沒有生命。據(jù)介紹，火星探測(cè)初期有三分之二的探測(cè)器都以失敗告終，截至2008年12月，人類共發(fā)射了38個(gè)火星探測(cè)器，只有20個(gè)成功，在航天界，火星有航天器的墳?zāi)怪Q。

中國發(fā)射螢火一號(hào)，通過探索火星的塵暴、近火星空間流星，收集火星大氣數(shù)據(jù)，對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行分析，再加上對(duì)火星的地表和地下結(jié)構(gòu)的觀測(cè)分析，人類可以發(fā)現(xiàn)火星上的生命痕跡。

螢火一號(hào)-推遲發(fā)射

俄羅斯聯(lián)邦航天署署長(zhǎng)佩爾米諾夫2009年9月29日說，根據(jù)俄科學(xué)院的建議，俄方?jīng)Q定將“福布斯-土壤”火星探測(cè)器的發(fā)射時(shí)間推遲至2011年10月，目的是為了進(jìn)一步保證該項(xiàng)目實(shí)施的可靠性。

中國首個(gè)火星探測(cè)器“螢火一號(hào)”原計(jì)劃與“福布斯-土壤”火星探測(cè)器一起由俄“天頂”運(yùn)載火箭從哈薩克斯坦境內(nèi)的拜科努爾發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空。但由于“福布斯-土壤”火星探測(cè)器得推遲發(fā)射，“螢火一號(hào)”可能也將推遲發(fā)射升空。